應(yīng)用生物科學史進行問題探究教學

李娜

1 利用生物科學史進行問題探究教學的指導(dǎo)思想

《普通高中生物課程標準》明確提出“培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)”、“倡導(dǎo)探究性學習”的基本理念?！镀胀ǜ咧猩镎n程標準》在基本建議中指出要重視科學史的學習。一部科學史就是一部探究史，科學史的內(nèi)容在很大程度上反映了科學家的探究活動與方法，是理解科學探究、掌握科學方法的良好范例。

在教學中我們應(yīng)充分利用生物科學史組織探究性學習，引導(dǎo)學生沿著科學家探索生物世界的道路，親歷思考和探究的過程，領(lǐng)悟科學方法、獲取科學知識、培養(yǎng)科學精神，提高生物學素養(yǎng)。

利用科學史進行問題探究教學，正是基于發(fā)揮科學史在組織探究教學中的獨特價值，抓住生物科學史和探究教學的結(jié)合點從而建立起來的一種教學模式.

2 運用本教學模式的案例介紹

現(xiàn)以“植物的激素調(diào)節(jié)”一節(jié)中生長素的發(fā)現(xiàn)為例，談一下利用科學史進行問題探究教學的實踐方法。

在生長素發(fā)現(xiàn)的教學中共結(jié)合科學史引導(dǎo)學生提出六個問題，每個問題的解決都是通過引導(dǎo)學生設(shè)計實驗、討論交流、獲得探究體驗后再由教師介紹經(jīng)典實驗，學生通過對比和反思，領(lǐng)悟探究方法獲得知識。

2.1 介紹達爾文在1880年研究胚芽鞘生長時發(fā)現(xiàn)胚芽鞘向光生長的現(xiàn)象，引導(dǎo)學生提出問題一：引起胚芽鞘向光生長的外因是什么

請學生們小組合作從提出假設(shè)，設(shè)計實驗，預(yù)期結(jié)果三方面討論實驗設(shè)計方案。

展示小組方案后與達爾文的實驗進行比對并分析實驗現(xiàn)象得出結(jié)論：胚芽鞘向光性的外因是單側(cè)光。

2.2 從上述實驗現(xiàn)象本身提出問題二：胚芽鞘向光生長與其什么部位有關(guān)

請學生們小組合作從提出假設(shè)，設(shè)計實驗，預(yù)期結(jié)果三方面討論實驗設(shè)計方案。

展示小組方案后與達爾文的實驗進行比對并分析實驗現(xiàn)象得出結(jié)論：胚芽鞘的尖端與向光性有關(guān)。

2.3 進一步引導(dǎo)學生提出問題三：胚芽鞘生長部位（彎曲部位）是哪

請學生們小組合作從提出假設(shè)，設(shè)計實驗，預(yù)期結(jié)果三方面討論實驗設(shè)計方案。

展示小組方案后預(yù)期實驗結(jié)果并分析實驗現(xiàn)象得出結(jié)論：胚芽鞘尖端下部明顯伸長。

2.4 從向光彎曲現(xiàn)象中引導(dǎo)學生提出問題四：胚芽鞘感光部位在尖端還是尖端下部

請學生們小組合作從提出假設(shè)，設(shè)計實驗，預(yù)期結(jié)果三方面討論實驗設(shè)計方案。

展示小組方案后與達爾文的實驗進行比對并分析實驗現(xiàn)象得出結(jié)論：胚芽鞘感受光的部位是胚芽鞘的尖端。

總結(jié)上述實驗體會達爾文所得結(jié)論：單側(cè)光照射，使胚芽鞘的尖端產(chǎn)生某種刺激，當這種刺激傳遞到下部伸長區(qū)時，會造成背光面比向光面生長快，因而出現(xiàn)向光彎曲。

2.5 從達爾文結(jié)論中提出問題五：如何證明尖端是通過產(chǎn)生的某種物質(zhì)影響下部生長

補充介紹詹森和拜爾的實驗后，請學生們小組合作從提出假設(shè)，設(shè)計實驗，預(yù)期結(jié)果三方面討論實驗設(shè)計方案。

展示小組方案后與溫特的實驗進行比對并分析實驗現(xiàn)象得出結(jié)論：胚芽鞘頂端確實可以產(chǎn)生某種向下運輸?shù)牟⒛芤鹋哐壳噬L的物質(zhì)。

2.6 講問題進行到底，提出問題六： 這種物質(zhì)究竟是什么

展示科學成果：1934年，荷蘭科學家郭葛等人首先從一些植物中分離出了這種物質(zhì)，經(jīng)過鑒定，知道它叫吲哚乙酸（ IAA ）。

最后，教師組織同學們對經(jīng)典實驗及方法進行小結(jié)，加深同學們對科學方法的領(lǐng)悟。

3 歸納利用科學史進行問題探究教學的教學模式

3.1 利用科學史創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)學生提出有價值的問題

把科學史背景介紹作為探究教學的一個環(huán)節(jié)，可以使學生設(shè)身處地感受科學家面臨的問題情境，激發(fā)學生探究的愿望。

3.2 引導(dǎo)學生設(shè)計實驗、討論交流、獲得探究體驗

教師指導(dǎo)學生分組進行實驗方案的設(shè)計。鼓勵學生大膽設(shè)想、嚴密推理，在獨立思考、自主學習的同時開展合作學習。在設(shè)計的過程中教師注意引領(lǐng)學生“站到巨人的肩膀上”探究，確保學生進行的探究不是漫無目的、毫無章法的，而是充分汲取了科學史積淀的前人的智慧，基本上能夠沿著有價值的思路進行的探究。

3.3 介紹經(jīng)典實驗，學生通過對比和反思，領(lǐng)悟探究方法

教師應(yīng)抓住學生關(guān)注科學家的實驗方案、急于將自己的實驗設(shè)計方案同經(jīng)典實驗做一個比較的心理，及時“隆重推出”經(jīng)典實驗介紹。帶領(lǐng)學生分析經(jīng)典實驗的思路、原理和步驟，重在領(lǐng)悟其中蘊含的科學精神和方法。

4 利用該模式進行教學要注意的問題

4.1 教師要提高自身的科學史素養(yǎng)

除了在生長素的發(fā)現(xiàn)內(nèi)容之外，還有很多的課題都可以充分利用該模式進行教學如：細胞膜結(jié)構(gòu)和功能，光合作用發(fā)現(xiàn)及過程，DNA是主要的遺傳物質(zhì)，基因的分離定律等。要想更熟練地利用該模式進行教學就要求教師平時應(yīng)注意多閱讀科學史書籍，準確把握科學史的發(fā)展脈絡(luò)。

教學過程中教師要善于用豐富的科學史料為學生搭建一個發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題的平臺，使學生得以從科學家的視角親歷探究。還要注意對科學史料進行精心的梳理和再加工，以凸現(xiàn)主干，突出科學研究的一般方法，從而促進學生對探究方法和科學精神的領(lǐng)悟。

4.2 教學過程中要注意利用科學史滲透情感態(tài)度價值觀的教育

課程目標的知識、情感態(tài)度與價值觀、能力三個維度是一個有機的整體，在以科學史進行教學時，應(yīng)以知識為基礎(chǔ)，培養(yǎng)能力，滲透情感態(tài)度與價值觀，提高學生生物科學素養(yǎng)。

4.3 要對學生的回答進行及時評價

由于學生知識面和經(jīng)驗優(yōu)先，對問題的總結(jié)往往不全面，或理解不到位，教師要注意對學生的語言予以提煉以使它更準確。還要注意對學生的學習過程要進行持續(xù)性的評價──不僅評價學生對知識的掌握情況，更為重要的是，要對他們在學習過程中的表現(xiàn)、所取得的成績以及所反映出來的情感、態(tài)度、學習策略等方面的情況進行綜合評價。

《普通高中生物課程標準》明確提出“培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)”、“倡導(dǎo)探究性學習”的基本理念。本教學模式正是在科學史的理論教學中組織探究性學習，側(cè)重培養(yǎng)學生的實驗設(shè)計能力、分析推理能力等技能，從而有效提高探究能力。并在生物教學的各環(huán)節(jié)中滲透對學生探究能力的培養(yǎng)，有助于全方位落實課程標準對探究學習的倡導(dǎo)，提高培養(yǎng)學生探究能力的效果。